[實用新型]一種碳纖維槽輥上漿裝置

有效

• 申請號: 201520973857.1
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN205205451U
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 陸龍生;侯朝睿;張飛翔;張賓;謝穎熙
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: D06B1/08
• 分類號: D06B1/08;D06B23/20;D06B23/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本實用新型涉及碳纖維制造領域，特別涉及一種有效控制碳纖維絲束上漿量，使碳纖維上漿量更均勻，增加碳纖維絲束上漿后的集束性能，并能減少上漿過程中毛絲產生的上漿裝置。

背景技術

碳纖維因為其高比強度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、導電和傳熱性能等一系列優點，常作為復合材料的增強材料。廣泛應用于航空航天、國防軍工等領域。

上漿是碳纖維生產線的一道重要工序，碳纖維經過上漿后，其表面會產生一層具有活性的保護膜，防止空氣中的水分和灰塵對其表面的破壞，同時減少纖維在輸送過程中的磨損及毛絲的產生。經過上漿工序后，上萬根碳纖維單絲聚集在一起，碳纖維絲束的集束性更好，便于后續碳纖維的進一步加工；此外，上漿后碳纖維浸潤性能更好，制備復合材料時，經過上漿的碳纖維與樹脂能浸潤更充分，其制備的復合材料的力學性能更優異。

工業上常用的上漿方法是浸漬上漿，即碳纖維經過浸漿槽，在上漿輥的牽引下進行碳纖維絲束的被動上漿。但是這種上漿方式有三個缺點：

1.上漿量不可控。該上漿方式上漿量與碳纖維走絲速度有很大關系，速度改變時，上漿量隨之改變，不能主動控制上漿量。

2.漿料消耗大。碳纖維在浸漿槽中經過，隨著碳纖維牽引速度的增加，碳纖維帶出的漿料增多，上漿量增大。在速度增加一倍時，碳纖維上漿量增加一倍。

3.擠漿輥容易產生粘絲現象。部分上漿裝置為了節省漿料，在裝置內增加擠漿輥，對上漿后的碳纖維進行擠漿料作用。但由于漿料中有效成分的粘度較大，碳纖維容易粘在壓輥表面，造成碳纖維粘絲現象，嚴重時必須停機對壓輥進行清理，這影響了碳纖維的連續生產，而且碳纖維的質量將有所下降。

實用新型內容

本實用新型提供了一種碳纖維槽輥上漿裝置，能主動的控制碳纖維絲束上漿量，使碳纖維上漿均勻性更好，碳纖維絲束經過槽輥后，絲束集束性更好，方便后續工序對碳纖維的加工。

本實用新型通過以下的技術方案實現：

一種碳纖維槽輥上漿裝置，包括：固定在漿料槽固定板上的漿料槽、通過管路依次連通所述漿料槽底部的流量控制器、帶閘閥的出漿嘴，漿料的流量通過出漿嘴上方的流量控制器調節，起到了上漿量可控的目的，所述出漿嘴的下方設置有表面具有凹槽的上漿槽輥，所述出漿嘴與上漿槽輥的凹槽相對設置，所述上漿槽輥的下方設置有回流槽，多余的漿料經過上漿槽輥后，在重力的作用下，流到回流槽中。

進一步地，還包括漿料循環裝置，所述漿料循環裝置包括連接在回流槽和漿料槽之間的循環管道以及設置在所述循環管道上的計量泵。漿料循環裝置可將剩余的漿料送回漿料槽，減少漿料損失，提高對漿料的循環利用，減少生產成本，降低工人勞動強度。

進一步地，所述漿料槽內設置有與所述計量泵電路連接的漿料液面控制開關，當漿料槽內液面高度低于設定值，液面自動控制開關啟動所述計量泵，漿料從回流槽流入漿料槽中，補充漿料，直至液面高度達到設定值時，液面自動控制開關關閉所述計量泵，補充漿料停止，保證漿料槽內液面高度保持在設定值，自動保證漿料數量，減少工人的勞動強度，保證上漿過程順利進行。

進一步地，所述回流槽內設置有用于濾去漿料中的碳纖維毛絲的碳纖維過濾網，漿料經過過濾網時，可濾去漿料中的碳纖維毛絲，防止碳纖維毛絲隨著多余的漿料流到漿料槽中，對出漿嘴造成堵塞。

進一步地，所述上漿槽輥4的凹槽底部為圓弧形，可根據不同集束需要，設置不同半徑的圓弧R1、R1.5、R2，圓弧半徑越小，碳纖維的集束性能越好，如12K的碳纖維絲束經過圓弧為R1的槽輥上漿后，碳纖維絲束的形態為圓柱狀。12K的碳纖維絲束經過圓角為R2的槽輥上漿后，碳纖維絲束的形態為扁平的橢圓狀。

進一步地，所述上漿槽輥的表面鍍覆有陶瓷層且表面粗糙度小于Ra0.16，起到防止碳纖維在上漿槽輥的凹槽處產生毛絲的作用。

進一步地，所述出漿嘴內徑小于上漿槽輥的凹槽的寬度，保證漿料充分浸潤碳纖維絲束。

進一步地，所述出漿嘴的軸線位置與上漿槽輥的軸心偏置一定距離，由絲束與上漿槽輥4的凹槽的接觸圓弧位置決定，圓弧偏左時，出漿嘴位置偏左；圓弧偏右時，出漿嘴位置偏右，以保證漿料在最短的時間內直接與纖維在凹槽內接觸并充分浸潤。

進一步地，所述出漿嘴的數量為平行設置的一個以上，所述上漿槽輥上平行設置有與所述出漿嘴的數量相一致的凹槽，可同時對多束碳纖維同時進行上漿，提高產量和效率。